WO2023058222A1 - 車体フレーム - Google Patents
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- B62D21/02—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted comprising longitudinally or transversely arranged frame members
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- B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
- B62D25/20—Floors or bottom sub-units
Definitions
- the present disclosure relates to a vehicle body frame.
- Patent Document 1 For vehicles such as automobiles, in order to improve the safety of occupants in the vehicle interior in the event of a rear-end collision, there has been proposed a vehicle body frame that absorbs collision energy by deforming the rear portion of the vehicle at the time of a collision (for example, Patent Document 1). reference).
- Patent Document 1 proposes a vehicle body frame in which a pair of side frames extending in the longitudinal direction of the vehicle at the rear portion of the vehicle are provided with a first deformation promoting portion and a second deformation promoting portion, respectively.
- the cross member is provided so as to connect the pair of side frames in the range where the first deformation promoting portion and the second deformation promoting portion are provided.
- the deformation of the portion where the cross member is connected in the range where the first deformation promoting portion and the second deformation promoting portion of the frame are provided is hindered, and the energy absorption performance at the time of a rear-end collision is impaired.
- Reducing the width of the cross member in the longitudinal direction of the vehicle can be considered as a method of reducing the range in which the deformation of the side frame is hindered by the cross member in the event of a rear-end collision. difficult to secure.
- the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to provide a vehicle body frame that can sufficiently secure the strength and rigidity of the cross member and improve the energy absorption performance in the event of a rear-end collision.
- the vehicle body frame includes a pair of side frames that are spaced apart in the vehicle width direction and extend along the vehicle front-rear direction; a cross member that connects the pair of side frames, the pair of side frames comprising: a first region extending in the vehicle front-rear direction at the rearmost portion of the vehicle; a second region extending from the front end of the first region to the vehicle front side; wherein the first region has a lower deformation strength in the vehicle longitudinal direction than the second region, and the cross member includes a front leg portion extending in the vehicle width direction and connected to the second region; and a rear leg portion that is provided at a distance rearward of the vehicle from the portion, extends in the vehicle width direction, and is connected to the first region.
- the cross member is connected to the pair of side frames at two locations separated in the vehicle front-rear direction, so the width of the cross member at each connection location in the vehicle front-rear direction can be reduced.
- the points on the rear side of the vehicle are connected to the first area having a low deformation strength, and the points on the front side of the vehicle are connected to the second area.
- the width of the direction can be reduced, and the deformation inhibition amount of the side frame by the cross member at the time of a rear-end collision of the vehicle can be reduced.
- the collision energy at the time of the rear-end collision is effectively absorbed by the first region, so that the energy absorption performance at the time of the rear-end collision can be enhanced.
- FIG. 1 is a perspective view schematically showing a vehicle body frame according to an embodiment
- FIG. FIG. 2 is a plan view showing the details of the vehicle front-rear direction rearmost portion of the body frame shown in FIG. 1
- FIG. 2 is a rear view showing the details of the vehicle front-rear direction rearmost portion of the body frame shown in FIG. 1
- FIG. 2 is a side view of the vehicle front-rear direction rearmost portion of the body frame shown in FIG. 1 , viewed from the inside in the vehicle width direction
- FIG. 2 is a perspective view showing details of the cross member shown in FIG. 1
- FIG. 4 is a perspective view showing a mounting bracket that connects the cross member to a region other than the low-strength region of the side frame
- FIG. 3 is a diagram showing a spare tire supported by a vehicle body frame;
- a vehicle body frame 1 As shown in FIG. 1, a vehicle body frame 1 according to the embodiment is a ladder frame (ladder-shaped frame), and includes a pair of side frames 2 that are provided with a gap in the vehicle width direction and extend along the vehicle front-rear direction. , 2 and a plurality of cross members 31 to 36, 4 connecting the pair of side frames 2, 2 to each other.
- a pair of side frames 2, 2 are each constructed by connecting a plurality of frames 21, 22, 23 in order from the front of the vehicle.
- the side frame 2 shown in FIG. 1 is composed of three frames 21 , 22 and 23 .
- the plurality of frames 22 and 23 include inner frames 221 and 231 provided on the inner side in the vehicle width direction and outer frames 222 and 232 provided on the outer side in the vehicle width direction and combined with the inner frames 221 and 231,
- a plurality of frames 22 and 23 are constructed by joining the inner frames 221 and 231 and the outer frames 222 and 232 .
- the inner frames 221, 231 and the outer frames 222, 232 are each formed of a bent plate-like body (for example, steel plate).
- the connection point between the inner frames 221 and 231 is provided at a different point in the longitudinal direction of the vehicle from the connection point between the outer frames 222 and 232 .
- a plurality of cross members 31 to 36, 4 are provided at intervals in the longitudinal direction of the vehicle, and each cross member 31 to 36, 4 connects the pair of side frames 2, 2 to each other.
- the cross members 31 to 36, 4 are composed of solid members or hollow members molded into grooves or cylinders.
- Each of the pair of side frames 2, 2 includes a first region 2A provided at the rearmost portion of the vehicle in the longitudinal direction of the vehicle, a second region 2B provided from the front end of the first region 2A to the front side of the vehicle, , and the first region 2A is formed so that the deformation strength in the vehicle longitudinal direction is smaller than that of the second region 2B.
- Deformation strength refers to strength or rigidity in a certain direction.
- the first region 2A will be referred to as the low intensity region 2A and the second region 2B will be referred to as the high intensity region 2B.
- the first region 2A is provided in a portion of the rear side frame, that is, a portion extending rearward from the rear end of the kick-up portion provided in the side frames 2, 2 and inclined upward toward the rear of the vehicle.
- the side frame 2 includes a first frame 23 extending forward of the vehicle from the rear end, and a second frame 22 extending forward of the vehicle from the front end of the first frame.
- the vehicle of the first frame 23 is The deformation strength in the front-rear direction is reduced, the first frame 23 serves as the low-strength region 2A, and the second frame 22 serves as the high-strength region 2B.
- the connection point between the inner frames 231 and 221 is located in front of the vehicle from the connection point between the outer frames 232 and 222.
- connection point between the outer frames 232 and 222 is The vehicle rear side of the location is defined as a low intensity region 2A.
- an inner frame 231 and an outer frame 232 that constitute the first frame 23 are provided with recesses 231a and 232a along the height direction of the vehicle. The deformation strength in the direction is further reduced.
- the method of forming the low-strength region 2A is not limited to the above embodiment.
- the first frame 23 may be the low-strength region 2A by using a material having a low compressive strength.
- the thickness of the inner frame 231 and the outer frame 232 that constitute the first frame 23 is not different from the thickness of the inner frame 221 and the outer frame 222 that constitute the second frame 22, and the thickness of the inner frame 231 and the outer frame 232 that constitute the second frame 22 is not changed.
- the deformation strength of the first frame 23 in the vehicle front-rear direction is reduced by providing the first frame 23 with weakened portions such as dents and holes along the vehicle front-rear direction, thereby reducing the deformation strength of the first frame 23 in the vehicle front-rear direction.
- 2A may be used.
- the low-strength region 2A may be formed only in the rear portion of the first frame 23.
- the low-strength area 2A be provided behind the vehicle (for example, the luggage compartment) from the passenger space of the vehicle.
- the high-strength region 2B is desirably provided in the passenger space of the vehicle.
- each of the pair of side frames 2, 2 includes a first member 24 that protrudes outward in the vehicle width direction from the vehicle rearmost portion of the low-strength region 2A.
- the first member 24 is, for example, a cab mount bracket 25 for mounting a body (cabin) on the vehicle body frame 1, and is formed by bending a plate-like body (for example, a steel plate) into an L shape, One side of the L-shape is joined to the outer surface of the outer frame 232 in the vehicle width direction.
- the first member 24 is not limited to the cab mount bracket 25 .
- a hook 26 is joined to the cab mount bracket 25 (see FIG. 1).
- the hook 26 is for towing another vehicle or the like, and is constructed by joining a rod-shaped member 262 bent in a J-shape to a plate-shaped body 261 (for example, a steel plate), with the cab mount bracket 25 interposed therebetween. is joined to the outer frame 232 at .
- a cross member 4 (a cross member in the claims; hereinafter simply referred to as "cross member 4") at the rearmost portion of the vehicle is attached to each of the pair of side frames 2, 2. It has a front leg portion 41 and a rear leg portion 42 separated rearward of the vehicle from the front leg portion 41 so as to be connected at two connection points separated in the longitudinal direction of the vehicle.
- the front leg 41 is connected to the high strength region 2B, and the rear leg 42 is connected to the low strength region 2A.
- the front leg portions 41 are slanted toward the vehicle rearward from both outer sides in the vehicle width direction toward the inside, and the rear leg portions 42 are slanted forward from the vehicle toward the inner side from both outer sides in the vehicle width direction.
- the cross member 4 has a connecting portion 43 that connects the front leg portion 41 and the rear leg portion 42 on the inner side in the vehicle width direction (see FIG. 6). As a result, the cross member 4 is substantially X-shaped in plan view.
- the front leg portion 41 is connected to the vehicle rear end portion of the second frame 22, which is the high-strength region 2B, and the rear leg portion 42 is connected to the vehicle rear end portion of the first frame 23, which is the low-strength region 2A.
- the front legs 41 are provided with mounting brackets 5 that connect the front legs 41 and the side frames 2 .
- the mounting bracket 5 is provided from the second frame 22 to the first frame 23 .
- the mounting bracket 5 is connected to the side frame 2 from the rear end portion of the inner frame 221 to the front end portion of the inner frame 231, and the front leg portion 41 extends in the vehicle front-rear direction (the vehicle width direction) of the mounting bracket 5. (viewed from the top) is connected to a portion overlapping the inner frame 221 .
- the rear legs 42 are connected to the first frame 23 so as to overlap the first member 24 in the vehicle front-rear direction (as seen from the vehicle width direction).
- the rear end of the inner frame 231 of the first frame 23 is located forward of the vehicle from the rear end of the outer frame 232, and as shown in FIGS. is joined to the inner side surface of the outer frame 232 in the vehicle width direction behind the rear end of the inner frame 231 .
- the dimension H (height) of the front leg portion 41 and the rear leg portion 42 in the vehicle height direction is larger than the dimension W (width) in the vehicle longitudinal direction.
- the front leg portion 41 and the rear leg portion 42 include vertical walls 41a and 42a extending in the vehicle height direction, and a pair of horizontal walls 41b and 41c extending in the vehicle front-rear direction from upper and lower ends of the vertical walls 41a and 42a, respectively. , 42b, 42c.
- the dimension (height) of the vertical wall 41a (42a) is larger than the dimension (width) of the pair of lateral walls 41b, 41c (42b, 42c).
- the pair of lateral walls 41b and 41c of the front leg portion 41 extend rearward of the vehicle from the upper end portion and the lower end portion of the vertical wall 41a, respectively, and the pair of lateral walls 42b and 42c of the rear leg portion 42 extend from the vertical wall 42a. It extends forward of the vehicle from each of the upper end and the lower end. That is, the front leg portion 41 is formed to have a U-shaped cross section that opens to the rear of the vehicle, and the rear leg portion 42 is formed to have a U-shaped cross section that opens to the front of the vehicle.
- the connecting portion 43 is inserted into the openings of the front leg portion 41 and the rear leg portion 42 and joined to the front leg portion 41 and the rear leg portion 42 respectively, thereby connecting the front leg portion 41 and the rear leg portion 42 .
- the cross member 4 has a support portion 431 for supporting the spare tire ST at the central portion of the cross member 4 in the vehicle width direction.
- the support portion 431 is provided on the connection portion 43, for example. Note that the support portion 431 does not need to be positioned completely at the center in the vehicle width direction.
- the central portion in the vehicle width direction is a range having width in the vehicle width direction within which the spare tire ST can be accommodated between the pair of side frames 2 , 2 .
- the cross member 4 is connected to each of the pair of side frames 2 , 2 at two connection points separated in the longitudinal direction of the vehicle. , 2 are connected at one point, the width in the longitudinal direction of the vehicle can be reduced at each connection point. That is, the cross member must have a certain degree of strength and rigidity in order to cope with the torsion of the vehicle body. According to the present embodiment, since it is sufficient to secure the desired strength and rigidity by the sum of the widths in the longitudinal direction of the vehicle at two connection points separated in the longitudinal direction of the vehicle, the pair of side frames 2, 2 are connected at one point. The width in the vehicle front-rear direction of each connection portion can be made smaller than that of the conventional cross member that is connected.
- the point on the vehicle rear side is connected to the low-strength area 2A
- the point on the vehicle front side is connected to the high-strength area 2B.
- the width of the cross member 4 connected to the low-strength region 2A in the longitudinal direction of the vehicle can be made smaller than that of the conventional cross member. As a result, the deformation inhibition amount of the low-strength region 2A by the cross member 4 during a rear-end collision of the vehicle can be reduced.
- the collision energy at the time of a rear-end collision is effectively absorbed by the low-strength region 2A, so that the energy absorption performance at the time of a rear-end collision can be enhanced.
- the connection points on the front side of the vehicle are connected to the high-strength area 2B, a load that twists the vehicle body input to the low-rigidity area of the side frame 2 is applied to the connection points on the rear side of the vehicle. Since the force can be transmitted to a location on the front side of the vehicle and received by the high-strength region 2B, the torsional rigidity of the vehicle can also be ensured.
- the portion of the connection portion on the rear side of the vehicle overlaps the portion of the low-strength region 2A where the first member 24 is provided in the vehicle front-rear direction
- the deformation of the low-strength region 2A in the vehicle front-rear direction by the cross member 4 is inhibited.
- a portion and a deformation hindrance portion in the vehicle front-rear direction by the first member 24 overlap in the vehicle front-rear direction, and the deformation inhibition amount of the low-strength region 2A can be made smaller than in the case where they are dispersed in the vehicle front-rear direction.
- the cab mount bracket 25 is prevented from vibrating by the cross member 4 because the cab mount bracket 25 overlaps with the cab mount bracket 25 in the longitudinal direction of the vehicle. Vibration of the body (cabin) mounted on the cab mount bracket 25 can also be suppressed.
- connection points a portion on the vehicle rear side is joined to the inner surface of the outer frame 232 in the vehicle width direction, and the first member 24 is joined to the outer surface of the outer frame 232 in the vehicle width direction.
- a portion of the outer frame 232 to which the first member 24 is attached can be reinforced by the rear portion.
- the deformation strength in the vehicle height direction can be made larger than the deformation strength in the vehicle front-rear direction.
- the rear leg portion 42 can be made difficult to deform in the vertical direction of the vehicle and easy to deform in the longitudinal direction.
- the deformation inhibition amount of the low-strength region 2A by the cross member 4 can be reduced.
- the front leg portion 41 has a vertical wall 41a extending in the vehicle height direction, and a pair of horizontal walls 41b and 41c extending rearward of the vehicle from upper and lower ends of the vertical wall 41a. It has a wall 42a and a pair of lateral walls 42b and 42c extending forward of the vehicle from upper and lower ends of the vertical wall 42a. That is, since the cross section of the front leg portion 41 opens toward the rear of the vehicle and the cross section of the rear leg portion 42 opens toward the front of the vehicle, the deformation strength in the vehicle height direction can be made greater than the deformation strength in the vehicle longitudinal direction.
- the connecting portion between the side frame 2 and the cross member 4 has vertical walls at both ends in the longitudinal direction of the vehicle, ensuring torsional rigidity. can do.
- the method of making the deformation strength of the rear leg portion 42 in the vehicle height direction greater than the deformation strength in the vehicle front-rear direction is not limited to these.
- the cross section of the rear leg portion 42 has a closed cross-sectional structure in which the dimension in the vehicle height direction and the dimension in the vehicle front-rear direction are approximately the same, and the vertical wall facing the vehicle front-rear direction is provided with a bead or recess extending in the vehicle height direction. good too.
- the front leg portion 41 and the rear leg portion 42 have open cross sections, the cross section of the front leg portion 41 may open toward the front of the vehicle, and the cross section of the rear leg portion 42 may open toward the rear of the vehicle.
- the rear leg portion 42 may have an I-shaped cross section that opens on both sides in the vehicle front-rear direction.
- the plate thickness of the first frame 23 thinner than the plate thickness of the second frame 22, the deformation strength in the longitudinal direction of the vehicle is reduced, so that the low-strength region 2A can be easily provided.
- the mounting bracket 5 is provided from the second frame 22 to the first frame 23 and connects the front leg portion 41 and the second frame 22, the side frames 2 are mounted on the second frame 22 and the first frame in the event of a rear-end collision. It is possible to suppress breakage at the connecting portion of 23 and stably deform the low-strength region 2A.
- the cross member 4 has front legs 41 that incline toward the vehicle rear from both outsides in the vehicle width direction, and rear legs 42 that incline toward the vehicle front from both outsides in the vehicle width direction toward the inside. Therefore, for example, a load input to one side of the rear leg portion 42 in the vehicle width direction due to twisting of the vehicle body can be efficiently received by the other side of the front leg portion 41 in the vehicle width direction. , the torsional stiffness can be improved.
- the spare tire ST is supported at the connection points between the front leg portions 41 that incline toward the vehicle rearward from both outer sides in the vehicle width direction and the rear leg portions 42 that incline toward the vehicle front from both outer sides in the vehicle width direction toward the inner side. Therefore, the cross member 4 can stably receive the load generated when the spare tire ST tries to move with respect to the vehicle body. At this time, if the deformation strength of the rear leg portion 42 in the vehicle height direction is greater than the deformation strength in the vehicle front-rear direction, the spare tire ST can be supported more stably.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications of the above-described embodiments and modes in which these modes are combined as appropriate.
- the present invention is applicable not only to frame vehicles but also to monocoque vehicles.
- the cross member 4 is not limited to having an approximately X shape in a plan view, and may have, for example, an approximately H shape in a plan view in which the front leg portion 41 and the rear leg portion 42 extend straight in the vehicle width direction.
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Abstract
車体フレームは、車幅方向に間隔を空けて設けられ、車両前後方向に沿って延びる一対のサイドフレームと、車両最後部において前記一対のサイドフレームを互いに連結するクロスメンバと、を備え、前記一対のサイドフレームは、車両最後部に前記車両前後方向にわたって設けられる第１領域と、前記第１領域の前端から車両前方側にわたって設けられる第２領域と、を有し、前記第１領域は前記第２領域よりも前記車両前後方向の変形強度が小さく形成され、前記クロスメンバは、車幅方向に延び前記第２領域に連結される前脚部と、前記前脚部から車両後方に離れて設けられるとともに、車幅方向に延び前記第１領域に連結される後脚部と、を有する。
Description
本開示は、車体フレームに関する。
自動車等の車両では、後面衝突時における車室内の乗員の安全性を向上させるために、衝突時に車両後部を変形させて衝突エネルギを吸収する、車体フレームが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１には、車両後部において車両前後方向に延びる一対のサイドフレームのそれぞれに第１変形促進部及び第２変形促進部が設けられた車体フレームが提案されている。
しかしながら、特許文献１が示す従来の構成では、第１変形促進部及び第２変形促進部が設けられた範囲において一対のサイドフレームを連結するようにクロスメンバが設けられているので、一対のサイドフレームの第１変形促進部及び第２変形促進部が設けられた範囲におけるクロスメンバが接続された箇所の変形が阻害され、後面衝突時におけるエネルギ吸収性能が損なわれている。後面衝突時にサイドフレームの変形がクロスメンバにより阻害される範囲を小さくする手法として、クロスメンバの車両前後方向の幅を小さくすることが考えられるが、この場合はクロスメンバの強度、剛性を十分に確保することが難しくなる。
本開示は、上述する課題に鑑みてなされたもので、クロスメンバの強度、剛性を十分に確保するとともに後面衝突時におけるエネルギ吸収性能を高めることができる車体フレームを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示に係る車体フレームは、車幅方向に間隔を空けて設けられ、車両前後方向に沿って延びる一対のサイドフレームと、車両最後部において前記一対のサイドフレームを互いに連結するクロスメンバと、を備え、前記一対のサイドフレームは、車両最後部に前記車両前後方向にわたって設けられる第１領域と、前記第１領域の前端から車両前方側にわたって設けられる第２領域と、を有し、前記第１領域は前記第２領域よりも車両前後方向の変形強度が小さく形成され、前記クロスメンバは、車幅方向に延び前記第２領域に連結される前脚部と、前記前脚部から車両後方に離れて設けられるとともに、車幅方向に延び前記第１領域に連結される後脚部と、を有する。
本開示の車体フレームによれば、クロスメンバは、一対のサイドフレームに車両前後方向に離れた２箇所で連結されるので、各連結箇所におけるクロスメンバの車両前後方向の幅を小さくすることができる。また、各接続箇所のうち車両後側の箇所は変形強度が小さい第１領域に連結され、車両前側の箇所は第２領域に連結されるので、第１領域に連結されるクロスメンバの車両前後方向の幅を小さくすることができ、車両の後面衝突時のクロスメンバによるサイドフレームの変形阻害量を小さくできる。これにより、後面衝突時の衝突エネルギが第１領域に効果的に吸収されるので、後面衝突時におけるエネルギ吸収性能を高めることができる。
以下、添付図面を参照して実施形態に係る車両の後部車体構造について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
［車体フレーム１の全体構成］
図１に示すように、実施形態に係る車体フレーム１は、ラダーフレーム（梯子型フレーム）であって、車幅方向に間隔を空けて設けられ、車両前後方向に沿って延びる一対のサイドフレーム２，２と、一対のサイドフレーム２，２を互いに連結する複数のクロスメンバ３１～３６，４と、を備えている。
図１に示すように、実施形態に係る車体フレーム１は、ラダーフレーム（梯子型フレーム）であって、車幅方向に間隔を空けて設けられ、車両前後方向に沿って延びる一対のサイドフレーム２，２と、一対のサイドフレーム２，２を互いに連結する複数のクロスメンバ３１～３６，４と、を備えている。
一対のサイドフレーム２，２は、それぞれ、複数のフレーム２１，２２，２３を車両前方から順に接続することで構成される。例えば、図１に示すサイドフレーム２は、三つのフレーム２１，２２，２３で構成される。また、複数のフレーム２２，２３は、車幅方向内側に設けられたインナフレーム２２１，２３１と、車幅方向外側に設けられ、インナフレーム２２１，２３１と組み合わされるアウタフレーム２２２，２３２とを含み、インナフレーム２２１，２３１とアウタフレーム２２２，２３２を接合することで複数のフレーム２２，２３が構成される。例えば、インナフレーム２２１，２３１及びアウタフレーム２２２，２３２は、それぞれ折り曲げた板状体（例えば、鋼板）で構成される。なお、インナフレーム２２１と２３１との接続箇所は、アウタフレーム２２２と２３２との接続箇所から車両前後方向で異なる箇所に設けられている。
複数のクロスメンバ３１～３６，４は、車両前後方向において間隔を空けて設けられ、各クロスメンバ３１～３６，４によって一対のサイドフレーム２，２が互いに連結される。例えば、クロスメンバ３１～３６，４は、中実な部材、又は溝型や筒状に成型した中空な部材で構成される。
［車体フレーム１の要部構成］
実施形態に係る一対のサイドフレーム２，２のそれぞれは、車両最後部に車両前後方向にわたって設けられる第１領域２Ａと、第１領域２Ａの前端から車両前方側にわたって設けられる第２領域２Ｂと、を有し、第１領域２Ａを第２領域２Ｂよりも車両前後方向の変形強度が小さくなるように形成している。変形強度とは、ある方向に対する強度又は剛性を指すものとする。以下、第１領域２Ａを低強度領域２Ａ、第２領域２Ｂを高強度領域２Ｂと記載する。なお、本実施形態では、第１領域２Ａはリアサイドフレーム、すなわちサイドフレーム２，２に設けられた車両後方かつ上方に傾斜するキックアップ部の後端から後方に延びる部分の一部に設けられる。
実施形態に係る一対のサイドフレーム２，２のそれぞれは、車両最後部に車両前後方向にわたって設けられる第１領域２Ａと、第１領域２Ａの前端から車両前方側にわたって設けられる第２領域２Ｂと、を有し、第１領域２Ａを第２領域２Ｂよりも車両前後方向の変形強度が小さくなるように形成している。変形強度とは、ある方向に対する強度又は剛性を指すものとする。以下、第１領域２Ａを低強度領域２Ａ、第２領域２Ｂを高強度領域２Ｂと記載する。なお、本実施形態では、第１領域２Ａはリアサイドフレーム、すなわちサイドフレーム２，２に設けられた車両後方かつ上方に傾斜するキックアップ部の後端から後方に延びる部分の一部に設けられる。
本実施形態では、サイドフレーム２は、後端から車両前方に延びる第１フレーム２３と、第１フレームの前端から車両前方に延びる第２フレーム２２と、を含んでいる。そして、第１フレーム２３を構成するインナフレーム２３１及びアウタフレーム２３２の板厚を第２フレーム２２を構成するインナフレーム２２１及びアウタフレーム２２２の板厚よりも薄くすることで、第１フレーム２３の車両前後方向の変形強度を小さくし、第１フレーム２３を低強度領域２Ａとし、第２フレーム２２を高強度領域２Ｂとしている。なお、本実施形態では、インナフレーム２３１と２２１との接続箇所はアウタフレーム２３２と２２２との接続箇所よりも車両前方に位置しており、このような場合にはアウタフレーム２３２と２２２との接続箇所よりも車両後方側を低強度領域２Ａと定義する。また、図２及び図７に示すように、第１フレーム２３を構成するインナフレーム２３１及びアウタフレーム２３２には車両高さ方向に沿って凹み２３１ａ，２３２ａが設けられ、第１フレーム２３の車両前後方向の変形強度を更に小さくしている。
低強度領域２Ａの形成方法は上記実施例に限らず、第１フレーム２３の断面積を第２フレーム２２の断面積よりも小さくしたり、第１フレーム２３の材料を第２フレーム２２の材料よりも圧縮強度の小さい材料とすることで第１フレーム２３を低強度領域２Ａとしてもよい。また、第１フレーム２３を構成するインナフレーム２３１及びアウタフレーム２３２の板厚を第２フレーム２２を構成するインナフレーム２２１及びアウタフレーム２２２の板厚と異ならせることなく、車両高さ方向又は車幅方向に沿った凹みや穴等の脆弱部を第１フレーム２３の車両前後方向全域に並べて設けることで、第１フレーム２３の車両前後方向の変形強度を小さくし、第１フレーム２３を低強度領域２Ａとしてもよい。また、低強度領域２Ａを第１フレーム２３の後部のみに形成してもよい。
低強度領域２Ａは、車両の乗員スペースより車両後方（例えば荷室）に設けられることが望ましい。また、高強度領域２Ｂは、車両の乗員スペースに設けられることが望ましい。このようにすることで、車両の後面衝突時に変形強度の小さく圧縮変形しやすい低強度領域２Ａが蛇腹状に変形するが、低強度領域２Ａは車両の乗員スペースより後方に位置しているため、乗員スペースが保護される。
図２及び図３に示すように、一対のサイドフレーム２，２のそれぞれは、低強度領域２Ａの車両最後部から車幅方向外側に突出する第１部材２４を備えている。第１部材２４は、例えば、車体フレーム１の上にボディ（キャビン）を搭載するためのキャブマウントブラケット２５であり、板状体（例えば、鋼板）がＬ字状に折り曲げられることにより構成され、Ｌ字の一辺がアウタフレーム２３２の車幅方向外側面に接合される。尚、第１部材２４は、キャブマウントブラケット２５に限定されるものではない。
キャブマウントブラケット２５には、フック２６が接合されている（図１参照）。フック２６は、他車両等を牽引するためのもので、板状体２６１（例えば、鋼板）にＪ字状に折り曲げられた棒状の部材２６２を接合することで構成され、キャブマウントブラケット２５を挟んでアウタフレーム２３２に接合されている。
図１に示すように、車両最後部のクロスメンバ４（特許請求の範囲に記載のクロスメンバ。以下、単に「クロスメンバ４」と記載する。）は、一対のサイドフレーム２，２のそれぞれに車両前後方向に離れた２箇所の接続箇所で連結されるように、前脚部４１と、前脚部４１から車両後方に離れた後脚部４２とを有する。そして、前脚部４１は高強度領域２Ｂに連結され、後脚部４２は低強度領域２Ａに連結される。
本実施形態では、前脚部４１は、車幅方向両外側から内側に向かって車両後方に傾斜し、後脚部４２は車幅方向両外側から内側に向かって車両前方に傾斜する。更に、クロスメンバ４は、車幅方向内側において前脚部４１と後脚部４２とを接続する接続部４３を有している（図６参照）。これにより、クロスメンバ４は平面視で略Ｘ字状になっている。
図６に示すように、前脚部４１は高強度領域２Ｂである第２フレーム２２の車両後端部に接続され、後脚部４２は低強度領域２Ａである第１フレーム２３の車両後端部に接続される。前脚部４１は、前脚部４１とサイドフレーム２を接続する取付ブラケット５を備える。取付ブラケット５は、第２フレーム２２から第１フレーム２３に亘って設けられる。詳細には、取付ブラケット５は、インナフレーム２２１の後端部からインナフレーム２３１の前端部に亘ってサイドフレーム２に接続され、前脚部４１は、取付ブラケット５の車両前後方向において（車幅方向から見て）インナフレーム２２１と重なる箇所に接続される。
図２に示すように、後脚部４２は、例えば、車両前後方向において（車幅方向から見て）第１部材２４と重なるように、第１フレーム２３に連結される。例えば、図２に示すように、第１フレーム２３はインナフレーム２３１の後端がアウタフレーム２３２の後端より車両前方に位置しており、図３及び図４に示すように、後脚部４２は、インナフレーム２３１の後端より車両後方においてアウタフレーム２３２の車幅方向内側面に接合される。
図５に示すように、前脚部４１及び後脚部４２の車両高さ方向の寸法Ｈ（高さ）は、車両前後方向の寸法Ｗ（幅）よりも大きい。例えば、前脚部４１及び後脚部４２は、車両高さ方向に延びる縦壁４１ａ，４２ａと、縦壁４１ａ，４２ａの上端部及び下端部のそれぞれから車両前後方向に延びる一対の横壁４１ｂ，４１ｃ，４２ｂ，４２ｃと、を備える。縦壁４１ａ（４２ａ）の寸法（高さ）は、一対の横壁４１ｂ，４１ｃ（４２ｂ，４２ｃ）の寸法（幅）よりも大きい。
また、例えば、前脚部４１の一対の横壁４１ｂ，４１ｃは、縦壁４１ａの上端部及び下端部のそれぞれから車両後方に延び、後脚部４２の一対の横壁４２ｂ，４２ｃは、縦壁４２ａの上端部及び下端部のそれぞれから車両前方に延びている。すなわち、前脚部４１は車両後方に開口する断面コ字状に形成されており、後脚部４２は車両前方に開口する断面コ字状に形成されている。接続部４３は、前脚部４１及び後脚部４２の開口に挿入され、前脚部４１及び後脚部４２にそれぞれ接合されることで、前脚部４１と後脚部４２とを接続している。
図６に示すように、クロスメンバ４は、クロスメンバ４の車幅方向中央部にスペアタイヤＳＴを支持するための支持部４３１を有する。支持部４３１は、例えば、接続部４３に設けられる。なお、支持部４３１は、車幅方向において完全に中央に位置している必要はない。車幅方向中央部とは、スペアタイヤＳＴが一対のサイドフレーム２，２の間に収まる範囲で車幅方向に幅を持った範囲である。
上述した実施形態に係る車体フレーム１によれば、クロスメンバ４は、一対のサイドフレーム２，２のそれぞれに車両前後方向に離れた２箇所の連結箇所で連結されるので、一対のサイドフレーム２，２を１箇所で連結した従来のクロスメンバと比較して各連結箇所における車両前後方向の幅を小さくすることができる。すなわち、クロスメンバは車体のねじれ等に対応するため、ある程度の強度、剛性が必要となり、それを実現する１つの手法として車両前後方向の幅を大きくすることが考えられる。本実施形態によれば、車両前後方向に離れた２箇所の連結箇所における車両前後方向の幅の合計で所望の強度、剛性を確保すればよいため、一対のサイドフレーム２，２を１箇所で連結した従来のクロスメンバより各連結箇所の車両前後方向の幅を小さくすることができる。これに加え、クロスメンバ４の一対のサイドフレーム２，２への接続箇所のうち車両後側の箇所は低強度領域２Ａに連結され、車両前側の箇所は高強度領域２Ｂに連結されるので、低強度領域２Ａに接続されるクロスメンバ４車両前後方向の幅を従来のクロスメンバより小さくすることができる。これにより、車両の後面衝突時のクロスメンバ４による低強度領域２Ａの変形阻害量を小さくできる。よって、後面衝突時の衝突エネルギが低強度領域２Ａに効果的に吸収されるので、後面衝突時におけるエネルギ吸収性能を高めることができる。また、接続箇所のうち車両前側の箇所は高強度領域２Ｂに連結されるので、サイドフレーム２の低剛性領域に入力された車体をねじるような荷重を、接続箇所のうち車両後側の箇所を通り車両前側の箇所へ伝達し、高強度領域２Ｂで受けることができるため、車両のねじれ剛性も確保することができる。
また、接続箇所のうち車両後側の箇所は、低強度領域２Ａにおける第１部材２４が設けられる部分と車両前後方向において重なるので、低強度領域２Ａの、クロスメンバ４による車両前後方向の変形阻害箇所と、第１部材２４による車両前後方向の変形阻害箇所とが車両前後方向において重なり、車両前後方向に分散する場合よりも低強度領域２Ａの変形阻害量を小さくできる。
また、第１部材２４がキャブマウントブラケット２５である場合には、接続箇所のうち車両後側の箇所がキャブマウントブラケット２５と車両前後方向において重なるので、クロスメンバ４によりキャブマウントブラケット２５の振動を抑制でき、キャブマウントブラケット２５に搭載されるボディ（キャビン）の振動も抑制できる。
また、接続箇所のうち車両後側の箇所はアウタフレーム２３２の車幅方向内側面に接合され、第１部材２４はアウタフレーム２３２の車幅方向外側面に接合されるので、接続箇所のうち車両後側の箇所により、アウタフレーム２３２の第１部材２４が取り付けられる箇所を補強することができる。
また、後脚部４２の車両高さ方向の寸法は、車両前後方向の寸法よりも大きいので、車両高さ方向の変形強度を車両前後方向の変形強度よりも大きくできる。これにより、後脚部４２を車両上下方向には変形し難くし、前後方向には変形し易くすることができるので、一対のサイドフレーム２，２のねじれ剛性を確保しつつ、車両の後面衝突時のクロスメンバ４による低強度領域２Ａの変形阻害量を小さくできる。
また、前脚部４１は車両高さ方向に延びる縦壁４１ａと、縦壁４１ａの上端部及び下端部のそれぞれから車両後方に延びる一対の横壁４１ｂ，４１ｃとを有し、後脚部４２は縦壁４２ａと、縦壁４２ａの上端部及び下端部のそれぞれから車両前方に延びる一対の横壁４２ｂ，４２ｃとを有する。すなわち、前脚部４１の断面は車両後方に開口し、後脚部４２の断面は車両前方に開口するので、車両高さ方向の変形強度を車両前後方向の変形強度よりも大きくできる。また、前脚部４１の前端及び後脚部４２の後端に縦壁を有するので、サイドフレーム２とクロスメンバ４との接続箇所の車両前後方向両端に縦壁を有することとなり、ねじれ剛性を確保することができる。
なお、後脚部４２の車両高さ方向の変形強度を車両前後方向の変形強度よりも大きくする手法はこれらに限るものではない。例えば、後脚部４２の断面を車両高さ方向の寸法と車両前後方向の寸法が同程度な閉断面構造とし、車両前後方向を向く縦壁に車両高さ方向に延びるビード若しくは凹みを設けてもよい。また、前脚部４１及び後脚部４２を開断面とする場合も、前脚部４１の断面は車両前方に、後脚部４２の断面は車両後方に開口するようにしてもよいし、前脚部４１及び後脚部４２を車両前後方向両側に開口するＩ字状の断面としてもよい。
また、第１フレーム２３の板厚を第２フレーム２２の板厚よりも薄くすることで車両前後方向の変形強度を小さくするので、低強度領域２Ａを容易に設けることができる。また、取付ブラケット５が第２フレーム２２から第１フレーム２３に亘って設けられ、前脚部４１と第２フレーム２２を接続するので、後面衝突時に、サイドフレーム２が第２フレーム２２と第１フレーム２３の接続部分で折れるのを抑制し、低強度領域２Ａを安定的に変形させることができる。
また、クロスメンバ４は、前脚部４１が車幅方向両外側から内側に向かって車両後方に傾斜し、後脚部４２が車幅方向両外側から内側に向かって車両前方に傾斜する、平面視で略Ｘ字状となっているため、例えば車体がねじれて後脚部４２の車幅方向一方側に入力された荷重を、前脚部４１の車幅方向他方側で効率的に受けることができ、ねじれ剛性を向上させることができる。
また、車幅方向両外側から内側に向かって車両後方に傾斜する前脚部４１と車幅方向両外側から内側に向かって車両前方に傾斜する後脚部４２との接続箇所でスペアタイヤＳＴを支持したので、スペアタイヤＳＴが車体に対して移動しようとして発生する荷重を、クロスメンバ４で安定して受けることができる。このとき、後脚部４２の車両高さ方向の変形強度が車両前後方向の変形強度よりも大きくなっていると、より安定してスペアタイヤＳＴを支持することができる。
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。例えば、本発明はフレーム車両のみではなく、モノコック車両にも適用可能である。また、クロスメンバ４は平面視略Ｘ字状に限らず、例えば前脚部４１及び後脚部４２が車幅方向に真っ直ぐ延びた平面視略Ｈ字状としてもよい。
１ 車体フレーム
２ サイドフレーム
２Ａ 第１領域（低強度領域）
２Ｂ 第２領域（高強度領域）
２１ フレーム
２２ 第２フレーム
２２１ インナフレーム
２２２ アウタフレーム
２３ 第１フレーム
２３１ インナフレーム
２３２ アウタフレーム
２４ 第１部材
２５ キャブマウントブラケット
２６ フック
３ クロスメンバ
３１，３２，３３，３４、３５，３６ クロスメンバ
４ 車両最後部のクロスメンバ
４１ 前脚部
４２ 後脚部
４３ 接続部
４３１ 支持部
５ 取付ブラケット
ＳＴ スペアタイヤ
２ サイドフレーム
２Ａ 第１領域（低強度領域）
２Ｂ 第２領域（高強度領域）
２１ フレーム
２２ 第２フレーム
２２１ インナフレーム
２２２ アウタフレーム
２３ 第１フレーム
２３１ インナフレーム
２３２ アウタフレーム
２４ 第１部材
２５ キャブマウントブラケット
２６ フック
３ クロスメンバ
３１，３２，３３，３４、３５，３６ クロスメンバ
４ 車両最後部のクロスメンバ
４１ 前脚部
４２ 後脚部
４３ 接続部
４３１ 支持部
５ 取付ブラケット
ＳＴ スペアタイヤ
Claims (9)
- 車幅方向に間隔を空けて設けられ、車両前後方向に沿って延びる一対のサイドフレームと、
車両最後部において前記一対のサイドフレームを互いに連結するクロスメンバと、
を備え、
前記一対のサイドフレームは、車両最後部に前記車両前後方向にわたって設けられる第１領域と、前記第１領域の前端から車両前方側にわたって設けられる第２領域と、を有し、
前記第１領域は、前記第２領域よりも車両前後方向の変形強度が小さく形成され、
前記クロスメンバは、車幅方向に延び前記第２領域に連結される前脚部と、前記前脚部から車両後方に離れて設けられるとともに、車幅方向に延び前記第１領域に連結される後脚部と、を有する、
車体フレーム。 - 前記サイドフレームは、前記第１領域に車幅方向外側に突出する第１部材を備え、
前記後脚部は、前記第１部材と車両前後方向において重なるように前記サイドフレームに接合される、
請求項１に記載の車体フレーム。 - 前記第１部材は、前記車体フレームの上にボディを搭載するためのキャブマウントブラケットである、
請求項２に記載の車体フレーム。 - 前記サイドフレームは、車幅方向内側に設けられたインナフレームと、車幅方向外側に設けられ、前記インナフレームと組み合わされるアウタフレームと、を含み、
前記後脚部は、前記アウタフレームの車幅方向内側面に接合され、
前記第１部材は、前記アウタフレームの車幅方向外側面に接合される、
請求項２又は３に記載の車体フレーム。 - 前記後脚部は、車両高さ方向の変形強度が車両前後方向の変形強度よりも大きい、
請求項１から４のいずれか一項に記載の車体フレーム。 - 前記前脚部及び前記後脚部は、前記車両高さ方向に延びる縦壁と、前記縦壁の上端部及び下端部のそれぞれから前記車両前後方向に延びる一対の横壁と、を有する、車両前後方向に開口する断面コ字状に形成され、
前記前脚部は、断面が車両後方に開口し、
前記後脚部は、断面が車両前方に開口する、
請求項５に記載の車体フレーム。 - 前記サイドフレームは、前記第１領域に設けられる第１フレームと、前記第２領域に設けられ、前記第１フレームに接続される第２フレームと、を含み、
前記第１フレーム及び前記第２フレームは、それぞれ折り曲げられた板状体で構成され、
前記第１フレームの板厚を前記第２フレームの板厚よりも薄くすることで前記第１領域の車両前後方向の変形強度を前記第２領域よりも小さくし、
前記前脚部は、取付ブラケットを介して前記一対のサイドフレームに連結され、
前記取付ブラケットは、前記第１フレームから前記第２フレームに亘って設けられる、
請求項１から６のいずれか一項に記載の車体フレーム。 - 前記前脚部は、車幅方向両外側から内側に向かって車両後方に傾斜し、前記後脚部は車幅方向両外側から内側に向かって車両前方に傾斜する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の車体フレーム。 - 前記クロスメンバは、車幅方向中央部において前記前脚部と前記後脚部とを接続する接続部を有し、
前記接続部は、スペアタイヤを支持するための支持部を有する、
請求項８に記載の車体フレーム。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2023552654A JPWO2023058222A1 (ja) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | |
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Applications Claiming Priority (1)
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ID=85804062
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/037333 WO2023058222A1 (ja) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 車体フレーム |
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- 2021-10-08 JP JP2023552654A patent/JPWO2023058222A1/ja active Pending
- 2021-10-08 WO PCT/JP2021/037333 patent/WO2023058222A1/ja active Application Filing
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